配位構造の異なる酸窒化物結晶の作り分けに成功 ― 格子歪みを使って酸素と窒素の並び方をコントロール ―
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カテゴリ：プレスリリース｜2017年3月30日掲載
東京大学大学院理学系研究科の長谷川哲也教授、廣瀬靖准教授、東北大学大学院理学研究科の岡大地助教らの研究グループは、神奈川科学技術アカデミー、奈良先端科学技術大学院大学、大阪大学、高輝度光科学研究センター、名古屋工業大学と共同で、金属酸窒化物の単結晶薄膜を合成し、金属イオン周囲の酸化物イオンと窒化物イオンの配位構造を制御することに成功しました。 結晶中に複数種のアニオンを含む複合アニオン化合物は、金属イオン周囲のアニオン種の配位構造によって物理的・化学的な性質が大きく変化しますが、配位構造の異なる結晶を作り分ける方法は確立されていませんでした。今回、研究グループは複合アニオン化合物の一種であるタンタル酸窒化物の単結晶薄膜を合成し、薄膜と基板の化学結合を利用して格子歪みを印加しながら結晶成長させました。その結果、格子歪みの大きさを変えることで、最安定でcis型の配位構造のみからなる結晶と準安定なtrans型の配位構造を含む結晶を作り分けることに成功しました。この結果は、可視光を吸収可能な強誘電体など、新たな光・電子材料の開発につながると期待されます。
図 (a)ペロブスカイト型酸化物と(b)ペロブスカイト型酸窒化物の結晶構造
発表者：
長谷川 哲也（東京大学大学院理学系研究科化学専攻 教授、 神奈川科学技術アカデミー透明機能材料グループ リーダー）
廣瀬 靖（東京大学大学院理学系研究科化学専攻 准教授）
岡 大地（東北大学大学院理学研究科化学専攻 助教）
松井 文彦（奈良先端科学技術大学院大学物質創成科学研究科 准教授）
小口 多美夫（大阪大学産業科学研究所 教授）
室 隆桂之（高輝度光科学研究センター利用研究促進部門 主幹研究員）
林 好一（名古屋工業大学大学院工学研究科物理工学専攻 教授）
発表のポイント：
◆ 酸素と窒素を陰イオン（アニオン）として含むタンタル酸窒化物の単結晶薄膜を合成し、タンタル周囲の酸素と窒素の幾何学的な配置（配位構造）の制御に成功しました。
◆ 薄膜を堆積する基板との化学結合を利用して、異方的な圧力（格子歪み）を制御しながら高品質な結晶を成長させたことがポイントです。
◆ 異なる配位構造の複合アニオン化合物結晶を格子歪みの調整によって作り分けができることを実証した初めての例で、配位構造制御に基づく新たな光・電子機能材料の開発につながると期待されます。
発表雑誌：
雑誌名：「ACS Nano」
オンライン版 論文タイトル：Strain Engineering for Anion Arrangement in Perovskite Oxynitrides
著者：Daichi Oka, Yasushi Hirose, Fumihiko Matsui, Hideyuki Kamisaka, Tamio Oguchi, Naoyuki Maejima, Hiroaki Nishikawa, Takayuki Muro, Kouichi Hayashi, and Tetsuya Hasegawa
DOI番号：10.1021/acsnano.7b00144
アブストラクトURL：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.7b00144
詳細：
プレスリリース本文（PDF）をご覧ください。
問い合わせ：
研究に関すること
東京大学 大学院理学系研究科 化学専攻
教授 長谷川 哲也（はせがわ てつや）
TEL：03-5841-4353 E-mail：hasegawa[at]chem.s.u-tokyo.ac.jp
准教授 廣瀬 靖（ひろせ やすし）
TEL：03-5841-7595 E-mail：hirose[at]chem.s.u-tokyo.ac.jp
東北大学 大学院理学研究科 化学専攻
助教 岡 大地（おか だいち）
TEL：022-795-3585 E-mail：daichi.oka.d2[at]tohoku.ac.jp
その他
名古屋工業大学 企画広報課広報室
TEL：052-735-5004 E-mail：pr[at]adm.nitech.ac.jp
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